Langzeitaufenthalte in der Schwerelosigkeit haben die Degeneration des menschlichen
Bewegungsapparats zur Folge. Verlust von Muskulatur und Verlust von Knochensubstanz
sind neben der Beeinträchtigung der posturalen Kontrolle und Bewegungskoordination
die zentralen Herausforderungen der humanwissenschaftlichen Weltraumforschung. Die
Erfahrung vergangener bemannter Weltraummissionen zeigt: Langzeitaufenthalte im All
sind für den Menschen ohne zielgerichtete Gegenmaßnahmen in Form von körperlichem
Training nicht möglich. Trainingsinterventionen, die hohe mechanische Belastungen
auf das muskulo-skelettale System übertragen und somit die strukturellen und funktionellen
Komponenten unseres Bewegungsapparats optimal beanspruchen und erhalten könnten, stehen
aktuell im Fokus des interdisziplinären Diskurses. Neueste Befunde aus Parabelflügen
und Bettruhestudien haben gezeigt, dass sowohl unter künstlichen Schwerkraftbedingungen
ausgeübtes reaktives Sprungkrafttraining als auch Ganzkörpervibrationstraining strukturellen
und funktionellen Rückbildungen entgegenwirken können. Die Kombination beider Trainingsmethoden
verspricht daher eine zukunftsweisende Lösung zum Erhalt des menschlichen Bewegungsapparats
bei Langzeitmissionen im All zu sein.
During prolonged space flights, astronauts adapt to the zero gravity environment.
As a consequence, they suffer from structural and functional changes. Beside the loss
of bone and muscle mass, the decline of balance control and impairments in motor coordination
in response to changes within the neuromuscular system are the space agencies' major
concerns regarding manned inter-planetary space flights scheduled in the future. In
order to maintain health and fitness during space missions, to preserve the capability
to perform critical mission tasks and to counteract microgravity-induced impairments,
astronauts have to perform physical exercise during spaceflight.
Space agencies and researchers currently make efforts to develop integrated countermeasures
that provide high stimuli for muscle, bone and the sensorimotor system. For that purpose,
bed-rest studies and parabolic flights are used to simulate a microgravity environment
and to study the suitability of exercise regimens to counteract the degeneration caused
by weightlessness. Two types of exercises are considered to sufficiently compensate
for the lack of mechanical loading in microgravity: whole body vibration and reactive
jumps performed under artificial gravity conditions. The combination of both training
regimens is considered to have substantial potential to effectively counteract the
microgravity-induced deconditioning of the human body.
Key words
degeneration - bone - muscle - motor control - countermeasures - whole body vibration
